Quantitative support for the benefits of proactive management for wildlife disease control.

ABSTRACT

Finding effective pathogen mitigation strategies is one of the biggest challenges humans face today. In the context of wildlife, emerging infectious diseases have repeatedly caused widespread host morbidity and population declines of numerous taxa. In areas yet unaffected by a pathogen, a proactive management approach has the potential to minimize or prevent host mortality. However, typically critical information on disease dynamics in a novel host system is lacking, empirical evidence on efficacy of management interventions is limited, and there is a lack of validated predictive models. As such, quantitative support for identifying effective management interventions is largely absent, and the opportunity for proactive management is often missed. We considered the potential invasion of the chytrid fungus, Batrachochytrium salamandrivorans (Bsal), whose expected emergence in North America poses a severe threat to hundreds of salamander species in this global salamander biodiversity hotspot. We developed and parameterized a dynamic multistate occupancy model to forecast host and pathogen occurrence, following expected emergence of the pathogen, and evaluated the response of salamander populations to different management scenarios. Our model forecasted that taking no action is expected to be catastrophic to salamander populations. Proactive action was predicted to maximize host occupancy outcomes relative to wait-and-see reactive management, thus providing quantitative support for proactive management opportunities. The eradication of Bsal was unlikely under all the evaluated management options. Contrary to our expectations, even early pathogen detection had little effect on Bsal or host occupancy outcomes. Our results provide quantitative support that proactive management is the optimal strategy for promoting persistence of disease-threatened salamander populations. Our approach fills a critical gap by defining a framework for evaluating management options prior to pathogen invasion and can thus serve as a template for addressing novel disease threats that jeopardize wildlife and human health.

RESUMEN

Apoyo cuantitativo para los beneficios de la gestión proactiva del control de enfermedades silvestres Resumen Uno de los mayores retos en la actualidad es encontrar estrategias eficaces de mitigación de patógenos. En el contexto de la fauna silvestre, las enfermedades infecciosas emergentes han causado en varias ocasiones una morbilidad generalizada de los hospedadores y el declive de las poblaciones de numerosos taxones. En zonas aún no afectadas por un patógeno, un enfoque de gestión proactivo tiene el potencial de minimizar o prevenir la mortalidad de los hospederos. Sin embargo, en general se carece de información crítica sobre la dinámica de la enfermedad en el nuevo sistema huésped, las pruebas empíricas sobre la eficacia de las intervenciones de gestión son limitadas y faltan modelos predictivos validados. Por lo tanto, no existe un apoyo cuantitativo para identificar intervenciones de gestión eficaces y a menudo se pierde la oportunidad de una gestión proactiva. Consideramos la posible invasión del hongo quitridio Batrachochytrium salamandrivorans (Bsal), cuya aparición prevista en América del Norte supone una grave amenaza para cientos de especies de salamandras en este punto caliente de la biodiversidad mundial de salamandras. Desarrollamos y parametrizamos un modelo dinámico de ocupación multiestado para predecir la presencia de hospederos y patógenos, tras la aparición esperada del patógeno, y evaluamos la respuesta de las poblaciones de salamandras a diferentes escenarios de gestión. Nuestro modelo predijo que no tomar ninguna medida sería catastrófico para las poblaciones de salamandras. También predijo que la acción proactiva maximizaría los resultados de ocupación de hospederos en relación con la gestión reactiva de esperar y ver, proporcionando así un apoyo cuantitativo a las oportunidades de gestión proactiva. La erradicación de Bsal fue improbable bajo todas las opciones de gestión evaluadas. Contrariamente a nuestras expectativas, incluso la detección temprana del patógeno tuvo poco efecto sobre los resultados de ocupación de Bsal o del hospedador. Nuestros resultados apoyan cuantitativamente a la gestión proactiva como la estrategia óptima para promover la persistencia de poblaciones de salamandras amenazadas por la enfermedad. Nuestro enfoque llena un vacío crítico al definir un marco para evaluar las opciones de gestión antes de la invasión de patógenos y, por lo tanto, puede servir como plantilla para hacer frente a nuevas amenazas de enfermedades que ponen en peligro la vida silvestre y la salud humana.